Homeostasis Sel,Tumbuh Kembang Sel Normal Dan Abnormal ,

Homeostasis sel,Tumbuh Kembang Sel Normal dan

Abnormal , serta Penyakit pada Darah

dr Anwar Hudiono

Setelah mengikuti perkuliahan mahasiswa diharapkan dapat :

• Menjelaskan pengertian homeostasis sel• Menjelaskan pengertian tumbuh kembang sel• Menguraikan fisiologi tumbuh kembang sel

normal• Menguraikan mekanisme terjadinya

pertumbuhan sel abnormal• Menjelaskan macam-macam penyakit yang

terjadi pada darah (talasemia, hemofilia, leukimia, anemia)

• Menguraikan mekanisme terjadinya talasemia, hemofilia, leukimia, anemia

Homeostasis Sel• Lingkungan sel yang sebenarnya dalam tubuh adalah

komponen Interstitial Cairan Ekstra Seluler• Karena fungsi sel normal bergantung pada menetapnya

(konstan) cairan ini, maka pada makhluk multiseluler (manusia) terdapat banyak mekanisme pengatur utk mempertahankannya

• WB Cannon mengajukan istilah HOMEOSTASIS, yaitu Mekanisme pengatur yang bekerja mempertahankan menetapnya lingkungan internal dan eksternal sel.

• Mekanisme ini terdiri dari berbagai proses fisiologik yg berfungsi memulihkan keadaan normal, setelah terjadi gangguan

• Banyak mekanisme pengatur ini bekerja pada prinsip umpan balik

• Penyimpangan dari suatu titik patokan normal akan dideteksi oleh suatu sensor, dan sensor mengirim sinyal untuk mencetuskan perubahan-perubahan kompensatorik yang terus berlangsung sampai titik patokan tersebut tercapai kembali.

• Organisme manusia diperkirakan terdiri dari sekitar75-100 trilyun sel, dan keadaan sel ini sangat menentukan keadaan organisme tersebut.

• Kehidupan sel ditandai dengan adanya aktifitas sel seperti tumbuh, bertambah banyak, dan memperlihatkan fungsi spesifik sel yang menjadi tugasnya

• Aktivitas sel akan baik jika tercapai Homeostasis : situasi lingkungan internal dan eksternal sel relatif stabil (konstan), tersedia cukup energi untuk metabolisme sel, lingkungannya mempunyai kandungan elektrolit serta keasaman yang ralatif menetap

Tumbuh Kembang Sel

• Pertumbuhan (Growth) : Perubahan dalam besar, jumlah, ukuran/ dimensi tingkat sel-organ maupun individu yang bisa diukur dengan ukuran berat, ukuran panjang, umur tulang dan keseimbangan motorik.

• Perkembangan (Development) : Pertambahan kemampuan (skill) dalam struktur dan fungsi tubuh yang lebih kompleks dalam pola teratur dan dapat diramalkan, sebagai hasil dari proses pematangan . Proses diferensiasi sel-sel tubuh, jaringan tubuh, organ dan sistem organ, perkembangan emosi, intelektual dan tingkah laku sebagai hasil interaksi dengan lingkungannya.

• Keduanya terjadi SINKRON pada setiap individu

Fisiologi Tumbuh Kembang Sel Normal• Pembelahan sel mendasari pertumbuhan,perkembangan

dan reproduksi sel. Sehingga pembelahan sel sangat penting bagi kehidupan

• Ketika sel membelah, kedua sel anakan masing-masing harus memiliki jumlah molekul DNA dan sitoplasma yang dibutuhkan untuk tetap hidup.

• Sel prokariota bakteri(tidak ada nukleus) bereproduksi melalui pembelahan sel yang disebut “Fisi Bineri” yang berarti pembagian menjadi separuh kromosom bakteri tunggal

• Pada spesies eukariot multiseluler Jumlah Kromosomnya Banyak, Besar dan Kompleks.

• Sel gamet spermatozoa atau ovum mengandung separuh dari jumlah kromosom sel lain pada tubuhnya (sel somatis)Jumlah kromosom sel somatis = 46Jumlah kromosom sel gamet = 23

• Sel eukariot mengalami siklus sel : yaitu rangkaian kejadian dari saat sel membelah menjadi dua sel anakan s/d saat sel anakannya membelah lagi.

• Fase siklus sel fase mitosis

disingkat fase M, diikuti

fase interfase yang merupakan

90% jumlah total siklus sel.

Selama interfase terjadi sintesa DNA

untuk menduplikasi kromosom.

Selama interfase dibagi lagi ke

dalam subfase yaitu subfase G1,

yaitu fase sebelum sintesa DNA terjadi

Huruf G berasal dari kata gap. Jadi G1 berarti gap antara pembelahan sel dan sintesa DNA. Subfase berikutnya adalah subfase G2, yaitu periode antara selesainya sintesa DNA ke pembelahan sel (Mitosis). Selama fase gap baik G1 maupun G2 adalah saat aktivitas metabolisme berlangsung (pertumbuhan sel)

Istirahat

Gap 0 (G0) • Fase istirahat dimana sel meninggalkan siklus sel dan berhenti membelah (nonproliferatif)

•Ex : sel saraf yang sudah sempurna, Keadaan dimana sel mengalami kerusakan DNA sehingga terjadi apoptosis (kematian sel yang terprogram)

interfase

Gap1 (G1)

Sintesis(S)

Gap2 (G2)

• Sel bertambah dalam ukuran

Sebagai checkpoint mekanisme kontrol (hormon & faktor pertumbuhan) utk menilai kesiapan dalam sistesis DNA

• Replikasi DNA terjadi

• Gap antara Sintesa DNA dan Mitosis

•Terjadi pertumbuhan sel, sebagai checkpoint mekanisme kontrol utk menilai kesiapan dalam memasuki fase mitosis

Pembelahan SEL

Mitosis (M) Pertumbuhan sel berhenti dan energi sel difokuskan untuk pembelahan sel menjadi 2 sel anakan

Siklus Pembelahan Sel

• Sedangkan FASE MITOSIS terdiri dari fase KARYOKINESIS (pembagian Inti Sel) dan Cytokinesis (pembagian sitoplasma)

• Tahapan Mitosis adalah:

Profase

Kromatin menjadi kromosom yang jelas terlihat, pada sitoplasma ada dua pusat yang terbentuk dari mikrotubul, dinding inti hilang, pada akhir profase dua pusat saling menjauh ke kutub berlawanan dan spindel mikrotubul yang berhubungan dengan pusat terbentuk

Metafase

Spindel mitosis terbentuk sempurna, sentromer kromosom berbaris pada bidang metafase di daerah ekuator sel

AnafaseKetika sentromer memisahkan kromatid-kromatid ke masing-masing

kutub, sel mulai memanjangTelofaseFase ini merupakan fase akhir pembelahan dengan ciri- ciri sebagai

berikut :1)      Benang- benang kromosom sudah berada didaerah kutub msing-

masing yang semakin lama semakin menipis, kemudian berubah menjadi benang- benang kromatin yang tipis.

2)      Membran nukleus mulai terbentuk3)      Nukleus mulai muncul kembali4)      Pada bidang ekuator terbentuk penebalan plasma, yang

selanjutnya akan membagi sel anak yang identik stu sama lain dan identik dengan sel induknya

Sitokinesis Ini bagian akhir telofase, yaitu proses pembagian sitoplasma yang

berlangsung bersamaan dengan fase telofase, di mana dua sel anakan berpisah benar

• Setelah terjadi pembelahan sel, masing-masing sel anakan akan memasuki Interfase lagi untuk memulai siklus sel baru

Mekanisme Terjadinya Pertumbuhan Sel Abnormal

• Apabila sel tumbuh dan berdiferensiasi, ada unsur genetik yang diaktifkan (switched on) dan yang lain di-inaktifkan(switched off). Gen-gen inilah yang termasuk sistem regulasi atau dikenal sebagai “mesin siklus sel” yang merupakan sistem utama bagi berlangsungnya faal sel-sel normal.

• Dalam perkembangannya sel berdiferensiasi dan membentuk berbagai jenis jaringan dengan fungsi yang berbeda-beda.

• Dalam keadaan normal pertumbuhan sel diatur secara ketat oleh sistem regulasi tersebut untuk memenuhi kebutuhan organisme

• Titik penentu (decision point) terletak pada G1. Pada titik ini sel normal melanjutkan siklus sel melalui G1 atau memasuki fase G0 untuk berisitirahat bergantung pada ada tidaknya faktor pertumbuhan.

• Kontrol pertumbuhan bergantung pada berbagai mekanisme transduksi/ penghantaran sinyal yang diperantarai oleh hormon dan faktor pertumbuhan.

• Pertumbuhan kanker menunjukkan kegagalan mekanisme kontrol tersebut sehingga sel-sel kanker tumbuh tak terkendali dan itulah yang merupakan ciri utama sel ganas.

Sel Kehilangan Kontrol Pertumbuhan Normal

• Pertumbuhan tak terkendali dapat terjadi karena sel-sel kanker tidak memberikan respons terhadap sinyal kontrol, mungkin karena adanya lesi /kerusakan DNA (dalam inti sel)atau adanya produk onkogen.

• Alternatif lain adalah kerusakan mekanisme kontrol homeostatik itu sendiri, misalnya akibat sekresi/pengeluaran faktor pertumbuhan yang tidak tepat atau berlebihan

• Kanker merupakan refleksi faktor lingkungan dan genetik • Seseorang yang mewarisi salah satu germline mutations

(kerusakan pada sel benih) dari orang tuanya mengakibatkan individu tersebut mempunyai predisposisi/ faktor pemberat untuk menderita kanker

• Termasuk ke dalam faktor lingkungan adalah berbagai jenis virus, bahan kimia, radiasi pengion dan ultraviolet.

• Sebagian besar dari faktor lingkungan tersebut memiliki sifat biologis yang sama yaitu dapat mengakibatkan kerusakan pada DNA /inti sel

Penyakit pada Darah• Darah adl cairan yg kompleks, tersusun oleh Komponen

Selular(eritrosit/sdm, Leukosit/sdp, dan platelet/keping darah/trombosit) dan Plasma

• Eritrosit: komponen seluler yg membawa oksigen ke jaringan tubuh melalui kandungan utamanya yaitu Hemoglobin (Hb)

• Leukosit: sebagai perantara dalam respon kekebalan tubuh (imunitas) thd infeksi dan reaksi peradangan

• Platelet : berperan dalm proses koagulasi darah (pembekuan/penjendalan darah)

• Plasma : komponen berupa cairan terdiri dari air(porsi terbesar), elektrolit, dan protein plasma. Peran protein plasma adalah sebagai Faktor Pembekuan Darah

SUMSUM TULANG DAN HEMATOPOIESIS• Meskipun kompunen selular darah terdiri dari struktur

dan fungsi yang berbeda, namun semuanya dihasilkan di Sumsum Tulang dan tumbuh dari Sel Induk Multipoten Umum Sel Induk Khusus Sel darah dewasa

• Proses perkembangan dari SIM s/d Sel Darah Dewasa disebut Hematopoiesis

• > 100 milyar sel perhari dihasilkan di sumsum tulang

• Dewasa : tulang vertebra, sternum, dan iga

• Komponen utama yg merangsang produksi eritrosit/sdm (eritropoiesis) adalah hormon Eritropoietin, diproduksi di ginjal dan mengatur produksi sdm dengan “Feedback System”

• Sedangkan leukosit dan platelet kontrolnya melalui mekanisme yang lebih kompleks

Komponen Pria Dewasa

Wanita Dws

Hemoglobin 14-18 g/dl 12-16

Hematokrit (persentase darah yang terdiri dari eritrosit)

42-50 % 37-47%

Jumlah sel darah merah 4,6-10 ribu /mikro liter

4,2-5,4

Mean Corpusculer Volume (MCV)

80-100 fl 80-100

Jumlah Sel Darah Putih Total 4000-1100 0/mikro liter

4000-11000

Neutrophils 2500-7500 /mikro liter

2500-7500

Limfosit 1500- 3500 /mikro liter

1500-3500

Monosit 200-800

/ mikro liter

200-800

Eusinofil 60-600 / mikro liter

60-600

Basofil < 100

/ mikro liter

< 100

Platelets/ Trombosit 150.000 –

400.000/ mikro liter

150.000- 400.000

• Jika ada kelainan darah/ kelaianan pada komponen darah maka dilakukan pemeriksaan apus darah tepi (Blood Smear)

FISIOLOGI KOMPONEN SELULER DARAH

A. Eritrosit• Sel dewasa bentuk cakram bikonkav diisi oleh Hb• Pada pewarnaan sel dewasanya tidak memiliki inti sel, karena inti

diekstruksi saat fase terakhir perkembangan. Sehingga apabila ada gambara inti sel pada sediaan apus darah tepi maka menunjukkan adanya kelainan eritrosit

• Ukuran diameter 8 mikro meter, lebih besar dari ukuran pembuluh darah kapiler yang terkecil. Namun btk bikonkav nya memberikan kemampuan fleksibilitas tinggi utk melewati kapiler tsb dalam memberikan oksigenasi jaringan

• Umur 120 hari, kemudian dihancurkan di Limpa• Eritrosit yang muda (Retikulosit) dalam sediaan terlihat kebiruan

(Basophilic) karena tinggi kandungan ribosom dan mitokondria • Hemoglobin (Hb) dalah komponen penting di eritrosit. Terdiri dari

protein Alfa & Beta. Masing-masing protein memiliki bagian yang mengikat Oksigen yang disebut Heme

• Keadaan dimana Kadar Hb yang menurun disebut Anemia

ERITROSIT NORMAL Retikulosit Normal

Struktur Hemoglobin

B. Granulosit• Dinamai granulosit karena sitoplasmanya terisi dg Granula (granula

berisi enzim, prostaglandin dan mediator reaksi peradangan)• Granulosit termasuk bagian dari sel darah putih yang umum

dijumpai.• Jumlah yang terbanyak adalah Neutrofil Eusinofil Basofil• Inti sel nya memiliki Lobus-lobus (ruangan) lebih dari satu

Neutrofil Eusinofil Basofil

C. Leukosit (sel darah putih) non granulosit• Juga berasal dari sel induk multipoten yang sama

Monosit :• Siklus hidupnya panjang (sampai beberapa bulan), tetapi hanya

menghabiskan waktu 3 hari di sirkulasi darah. Sebagian besar hidupnya di Jaringan Tubuh Yaitu Sebagai Penyusun Sistem Imun

• Bekerja Memfagosit bakteri dan sebagai Presenter komponen bakteri aagar Limfosit bisa menegenali lalu mengaktifkan sistem imun (kekebalan) yang lebih tinggi.

• Pada sediaan apus darah terlihat : sel yang ukurannya terbesar, irreguler (inti tk teratur), Intinya tidak multilobul & Sitoplasmanya Pucat (Ungu)

Limfosit :• Meninggalkan sumsum tulang lebih duluan, dan

membutuhkan proses ekstra meduler (diluar sumsum tlg) untuk bisa berfungsi normal, yaitu di Limpa & Limfe

• Peran utama adalah mengenali “Self Versus Non Self” dan sebagai penguat dalam proses imunitas.

• Dalam Apus darah terlihat : sel kecil (ukurannya sedikit lebih besar dari eritrosit), Inti gelap hampir memenuhi satu sel, Granula tidak ada

Limfosit Limfosit reaktif karena ada infeksi

D. Platelets/ trombosit• Komponen seluler darah yang terkecil, siklus hidup 4 hari• Merupakan perkembangan dari megakariosit• Penting dalam sistem pembekuan darah

Ukuran: 1 - 4 mBentuk: bulat atau oval, dengan pinggir tidak teraturWarna sitoplasma: biruGranularitas: granul ungu halus mengisi bagian tengah trombositPinggir tipis tanpa granul pada bagian tepi sel. Granul yang sedikit atau tidak ada di dalam trombosit merupakan suatu anomalimorfologis.Inti: tidak adaPewarnaan: MGGPerbesaran: x500

Proses Pembekuan Darah• Diaktifkan secara cepat bila ada

perdarahan, aktifitas pembekuan ini terbatas pada tempat dimana ada cedera/ luka jaringan

• Merupakan proses kompleks, melibatkan fungsi platelets dan faktor-faktor koagulasi dalam protein plasma.

• Hasil akhir proses ini adalah penghentian perdarahan dengan membentuk molekul kompleks yaitu FIBRIN

Nama faktor Sumber

Prokoagulan faktor :Faktor I (Fibrinogen)

Faktor II (Protrombin)

Faktor III`(Tromboplastin jaringan)

Faktor IV (Kalsium)

Faktor V (Proakselerin)

Faktor VI (Obsolete= Faktor Va)

Faktor VII (Antihemofilik Faktor)

Faktor VIII (Faktor Christmas)

Faktor IX (Faktor Stuart Power)

Faktor X (Plasma Tromboplastin anticeden)

Faktor XI (Faktor Hageman)

Faktor XII (Faktor Stabilisasi Fibrin)

Hati

Hati

Jaringan

……..

Hati

……..

Hati

Sel endotel PD

Hati

Hati

Hati

Platelet

• Hampir semua faktor pembekuan darah diproduksi di hati kecuali faktor VIII dan XII

• Faktor II, VIII, IX dan X adalah faktor pembekuan yg penting karena fungsinya tergantung kandungan vitamin K dalam darah

KELAINAN PADA DARAH1. Anemia• Kelainan pada eritrosit yang paling sering muncul di kasus klinis• Yaitu keadaan abnormal dimana ada penurunan konsentrasi Hb

dalam darah• Pada orang normal terdapat keseragaman dalam Bentuk, Ukuran

dan Nilai Volume rata-rata Eritrosit (MCV) yang normal• Dasar klasifikasi anemia adalah berdasarkan kelainan

bentuk,ukuran dan Nilai MCV nya• Mikrositik : ukuran sel < normal• Makrositik : ukuran sel > normal• Poikilositosis : terdapat perbedaan bentuk eritrosit (tak seragam)• Anisositosis : Ketidakseragaman ukuran sel

Klasifikasi Anemia :a. Makrositik : Nilai MCV Meningkat.

Disebabkan oleh : Defisiensi Asam folat, Defisiensi Vitamin B12, Penyakit hati, Alkoholisme, Hypotiroidisme, Obat-obatan (sulfonamide,anti kanker)

b. Mikrositik : Nilai MCV Menurun

Disebabkan oleh : defisiensi Zat Besi, Pada Penyakit Thalasemia

c. Normositik : Nilai MCV Normal

Disebabkan oleh : Anemia aplastik (Gangguan sumsum tulang), Anemia pada penyakit kronis, Gagal Ginjal Kronis, Anemia Hemolitik (destruksi eritrosit yang berlebihan)

• Terapi anemia adalah sesuai dengan faktor penyebab• Keadaan dimana terdapat konsntrasi Hb yang meningkat disebut

Eritrositosis/ Keadaan POLISITEMIA (jarang terjadi). Secara fisiologis (sekunder) terdapat pada orang yang hidup di pegunungan tinggi dg kadar Oksigen tipis dan pada perokok.

Namun apabila terjadi secara primer berarti ada gangguan di sumsum tulang.

Mikrosit (1) Normosit (2) Makrosit(1) Eliptosit (2) & Normosit

Anisositosis Poikilositosis Catatan: anisopoikilositosis yang jelas dari eritrosit dengan adanya berbagai bentuk. 1.sel sasaran   2.eliptosit  3.akantosit  4.stomatosit 5.burr-cell  6. eritrosit polikromatik

2. Kelaianan Faktor Koagulasi (Hemofili)• Ganguan faktor koagulasi adalah kelainan yang

diturunkan terkait dengan kromosom sex X• Defisiensi kadar faktor koagulasi menyebabkan

perdarahan yang sangat sukar untuk diterapi apabila terjadi cedera jaringan.

• Gangguan faktor koagulasi yang paling sering adalah karena adanya Defisiensi Faktor VIII (disebut dengan Hemofili A) dan Defisiensi Faktor IX (disebut Hemofili B)

• Hemofili A dan B bersifat RESESIF

3. LeukemiaAdalah penyakit keganasan/ kanker pada pembentukan sel

darah putih dimana terdapat proliferasi(produksi) leukosit (sdp) yang tidak terkontrol di sumsum tulang. Leukosit juga berploriferasi di hati, limpa dan kelenjar limfe

Leukemia digolongkan berdasarkan jenis sel darah putih yang berubah pertama kali :

• Myeloid• Limfoid• Monositik

Leukemia juga diklasifikasikan menurut tingkat kedewasaan (maturasi) sel :

• AKUT : sel-sel yang dihasilkan terutama sel muda• KRONIK : sel-sel yang dihasilkan terutama sel tua

Faktor Etiologis (Faktor Penyebab) :Faktor Etiologis (Faktor Penyebab) :– Tidak diketahui (belum jelas)Tidak diketahui (belum jelas)– Dimungkinkan karena terpajan radiasiDimungkinkan karena terpajan radiasi– Zat-zat kimia yang bersifat onkogenZat-zat kimia yang bersifat onkogen– Mikroorganisme infeksius dan VirusMikroorganisme infeksius dan Virus– GenetikGenetik

PATHOPHYSIOLOGY Leukemia AkutPATHOPHYSIOLOGY Leukemia AkutProliferasi sel-sel muda yang tidak terkontrol Proliferasi sel-sel muda yang tidak terkontrol

mengakibatkan supresi (kegagalan) fungsi sumsum mengakibatkan supresi (kegagalan) fungsi sumsum tulang, sehingga menjadikan Anemia berat, tulang, sehingga menjadikan Anemia berat, Trombositopenia dan GranulositopeniaTrombositopenia dan Granulositopenia

PATHOPHYSIOLOGY Leukemia kronisPATHOPHYSIOLOGY Leukemia kronisProliferasi sel dewasa (Mature cell) yang tidak terkontrol

mengakibatkan supresi (kegagalan) fungsi sumsum tulang. Namun dengan gejala gangguan klinis yang lebih ringan

Pada pemeriksaan ditemukan :Pada pemeriksaan ditemukan :– PucatPucat– Mudah LemasMudah Lemas– Dyspneu (sesak napas)Dyspneu (sesak napas)– PerdarahanPerdarahan– Pembesaran organ-organ tubuh (hati, limpa)Pembesaran organ-organ tubuh (hati, limpa)– Nyeri kepalaNyeri kepala– Mual-Muntah hebatMual-Muntah hebat

• LEUKEMIA KRONISLEUKEMIA KRONIS– Gejala Gangguan Klinis yang lebih ringan Gejala Gangguan Klinis yang lebih ringan – Pembesaran Organ TubuhPembesaran Organ Tubuh

Temuan Hasil Laboratorium :Temuan Hasil Laboratorium :

• Hitung Jumlah Leukosit (Sel Darah Putih) menigkat sangat tinggiHitung Jumlah Leukosit (Sel Darah Putih) menigkat sangat tinggi• Biopsi sumsum tulang menunjukkan Persentase Sel Immature Biopsi sumsum tulang menunjukkan Persentase Sel Immature

(Muda) yang tinggi -BLAST(Muda) yang tinggi -BLAST• Penurunan jumlah Eritrosit dan TrombositPenurunan jumlah Eritrosit dan Trombosit

Tindakan medis :Tindakan medis :

1.1. KemoterapiKemoterapi

2.2. Transplantasi (cangkok)sumsum tulangTransplantasi (cangkok)sumsum tulang

4. Thalasemia• Adalah penyakit darah keturunan autosomal resesif.

Dalam Thalassemia, hasil cacat genetik di tingkat penurunan sintesis salah satu rantai globin yang membentuk hemoglobin. Mengurangi sintesis salah satu rantai globin menyebabkan pembentukan molekul hemoglobin abnormal, dan ini pada gilirannya menyebabkan anemia yang merupakan gejala karakteristik thalassemia

• Para thalassemias diklasifikasikan menurut yang rantai molekul hemoglobin dipengaruhi (lihat hemoglobin untuk deskripsi dari rantai). Dalam thalassemias α, produksi rantai globin α dipengaruhi, sedangkan di Thalassemia β produksi rantai globin β dipengaruhi.Thalassemia menghasilkan kekurangan atau β α globin, seperti penyakit sel sabit yang menghasilkan mutan spesifik bentuk globin β.

• rantai globin β yang dikode oleh gen tunggal pada kromosom 11; rantai globin α dikodekan oleh dua berhubungan erat gen pada kromosom 16. Jadi pada orang normal dengan dua salinan dari setiap kromosom, ada dua lokus pengkodean rantai β, dan empat lokus rantai α pengkodean.Penghapusan salah satu lokus α memiliki prevalensi tinggi dalam orang-orang keturunan Afrika-Amerika atau Asia, membuat mereka lebih mungkin untuk mengembangkan thalassemias α. thalassemias β yang umum di Afrika-Amerika, tetapi juga di Yunani dan Italia

TERIMAKASIH